Hệ thống bộ điều hòa lực phanh trên ô tô toyota và xe ô tô máy kéo

Hệ thống ABS kết hợp với hệ thống ổn định ôtô bằng điện tử ESP,không chỉ có tác dụng trong khi dửng xe mả còn can thiệp vào cả quá trình tăng tốc và chuyểnđộng quay vòng của ôtô, giúp nâ

I HỆ THỐNG PHANH CHỐNG BÓ CỨNG BÁNH XE - ABS

I.1 TỔNG QUAN

Hệ thống phanh (Brake System) là cơ cấu an toàn chủ động của ôtô, dùng để giảm tốc

độ hay dừng và đỗ ôtô trong những trường hợp cần thiết Nó là một trong những cụm tổngthành chính và đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển ôtô trên đường

Chất lượng của một hệ thống phanh trên ỏtô được đánh giá thông qua tính hiệu quảphanh (thể hiện qua các chỉ tiêu như quãng đường phanh, gia tốc chậm dần, thời gian phanh

và lực phanh, đồng thời đảm bảo tính ổn định chuyển động của ôtô khi phanh

Khi ôtô phanh gấp hay phanh trên các loại đường có hệ số bám φ thấp như đường trơn,đường đóng băng tuyết thì dễ xảy ra hiện tượng sớm bị hãm cứng bánh xe, tức hiện tượngbánh xe bị trượt lết trên đường khi phanh Khi đó, quãng đường phanh sẽ dải hơn, tức hiệuquả phanh thấp đi, đồng thời, dẫn đến tình trạng mất tính ổn định hướng và khả năng điềukhiển của ôtô Nếu các bánh xe trước sớm bị bó cứng, xe không thể chuyển hướng theo sựđiều khiển của người lái; nếu các bánh sau bị bó cứng, sự khác nhau về hệ số bám giửa bánhtrái và bánhs phải với mặt đường sẽ làm cho đuôi xe bị lạng xe bị trượt ngang Trong trườnghợp xe phanh khi đang quay vòng, hiện tượng trượt ngang của các bánh xe dễ dẫn đến cáchiện tượng quay vòng thiếu hay quay vòng thừa lảm mất tính ổn định khi xe quay vòng

Để giải quyết vấn đề nêu trên, phân lớn các ôtô hiện nay đều được trang bị hệ thốngchống hãm cứng bánh xe khi phanh, gọi là hệ thống “Anti-lock Braking System” - ABS Hệthống này chống hiện tượng bị hãm cứng của bánh xe bằng cách điều khiển thay đổi áp suấtchất lỏng tác dụng lên các cơ cấu phanh ở các bánh xe để ngăn không cho chúng bị hãm cứngkhi phanh trên đường trơn hay khi phanh gấp, đảm bảo tính hiệu quả và tính ổn định của ôtỏtrong quá trình phanh

Ngày nay, hệ thống ABS đã giữ một vai trò quan trọng không thế thiếu trong các hệthống phanh hiện đại, đã trở thành tiêu chuẩn bắt buộc đối với phần lớn các nước trên thếgiới

Lịch sử phát triển

Để tránh hiện tượng các bánh xe bị hãm cứng trong quá trình phanh khi lái xe trênđường trơn, người lái xe đạp phanh bằng cách nhịp liên tục lên bàn đạp phanh để duy trì lựcbám, ngăn không cho bánh xe bị trượt lết và đồng thời có thể điều khiển được hướng chuyểnđộng của xe Về cơ bản, chức năng của hệ thống phanh ABS cũng giống như vậy nhưng hiệuquả, độ chính xác và an toàn cao hơn

ABS được sử dụng lần đầu tiên trên các máy bay thương mại vào năm 1949, chống hiệntượng trượt ra khỏi đường băng khi máy bay hạ cánh Tuy nhiên, kết cấu của ABS lúc đó còncồng kềnh, hoạt động không tin cậy và không tác động đủ nhanh trong mọi tình huống Trongquá trình phát triển, ABS đã được cải tiến từ loại cơ khí sang loại điện và hiện nay là loại điệntử

Vảo thập niên 1960, nhờ kỹ thuật điện tử phát triển, các vi mạch điện tử (microchip) rađời giúp hệ thống ABS lần đầu tiên được lắp trên ôtô vảo năm 1969 Sau đó, hệ thống ABS

đã được nhiều công ty sản xuất ôtô nghiên cứu và đưa vào ứng dụng từ những năm 1970.Công ty Toyota sử dụng lần đầu tiên cho các xe tại Nhật từ năm I971, đây là hệ thống ABS 1kênh điều khiển đồng thời hai bánh sau Nhưng phải đến thập niên I980 hệ thống này mớiđược phát triển mạnh nhờ hệ thống điều khiển kỹ thuật số, vi xử lý (digitalmicroproccssors/rnicroconlrolỉcrs) thay cho các hệ thống điều khiển tương tự (analog) đơngiản trước đó

Lúc đầu hệ thống ABS chỉ được lắp trên các xe du lịch cao cấp, đắt tiền, được trang bịtheo yêu cầu và theo thị trường Dần dần hệ thống này được đưa vào sử dụng rộng rãi hơn,

đến nay ABS gần như đã trở thành tiêu chuẩnn bắt buộc cho tất cả các loại xe tải, một số xe

du lịch và cho phần lớn các loại xe hoạt động ở những vùng có đường băng, tuyết dễ trơntrượt Hộ thống ABS không chỉ được thiết kế trên các hệ thống phanh thủy lực, mà còn ứngdụng rộng rãi trên các hệ thống phanh khí nén của các xe tải và xe khách lớn

Nhằm nâng cao tính ổn định và tính an toàn của xe trong mọi chế độ hoạt động như khi

xe khởi hành hay tăng tốc đột ngột, khi đi vào đường vòng với tốc độ cao, khi phanh trongnhững trường hợp khẩn cấp, hệ thống ABS còn được thiết kế kết hợp với nhiều hệ thốngkhác:

Hệ thống ABS kết hợp với hộ thống kiểm soát lực kéo - Traction control (hay ASR) lảmgiảm bớt công suất động cơ và phanh các bánh xe để chống hiện tượng các bánh xe bị trượtlăn lại chỗ khi xe khởi hành hay tăng tốc đội ngột bởi điều này lảm tổn hao vô ích một phầncông suất của động cơ và mất tính ổn định chuyển động của ôtô

Hệ thống ABS kết hợp với hệ thống phân phối lực phanh bằng điện tử EBD (ElectronicBrake force Distribution) nhằm phân phối áp suất chất lỏng phanh đến các bánh xe phù hợpvới các chế độ tải trọng và chế độ chạy của xe

Hệ thống ABS kết hợp với hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp BAS (Brake Assist System)làm tăng thêm lực phanh ở các bánh xe để có quãng đường phanh là ngắn nhất trong trườnghợp phanh khẩn cấp Hệ thống ABS kết hợp với hệ thống ổn định ôtô bằng điện tử (ESP),không chỉ có tác dụng trong khi dửng xe mả còn can thiệp vào cả quá trình tăng tốc và chuyểnđộng quay vòng của ôtô, giúp nâng cao hiệu suất chuyển động của ôtô trong mọi trường hợp.Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc và hỗ trợ rất lớn của kỹ thuật điện tử, của ngànhđiều khiển tự động và các phần mềm tính toán, lập trình cực mạnh đã cho phép nghiên cứu vàdựa vào ứng dụng các phương pháp điều khiển mới trong ABS như điều khiển mờ, điều khiểnthông minh, tối ưu hóa quá trình điều khiển ABS

Cảc công ty như BOSCH, AISIN, DENSO, BENDIX lả những công ty đi đầu trong việcnghiên cứu, cải tiến và chế tạo các hệ thống ABS cho ô tô

PHÂN LOẠI HỆ THỐNG ABS THEO KIỂU ĐIỀU KHIỂN

ABS được điều khiển theo các phương pháp sau:

Điều khiển theo ngưỡng trượt

- Điều khiển theo ngưỡng trượt thấp (slow mode)

Ví dụ: khi các bánh xe trái và phải chạy trên các phần đường có hệ số bám khác nhau,ECU chọn thời điểm bắt đầu bi hãm cứng của bánh xe có khả năng bám thấp, để điều khiển

áp suất phanh chung cho cơ cấu xe Lúc này, lực phanh ở các bánh xe là bằng nhau, bằngchính giá trị lực phanh cực đại của bánh xe có hệ số bám thấp, Bánh xe bên phần đường có hộ

số bám cao vẫn còn nằm trong vùng ổn định của đường đặc tính trượt và lực phanh chưa đạtcực đại Vì vậy, cách này cho tính ổn định cao, nhưng hiệu quả phanh thấp vì lực phanh nhỏ

- Điều khiển theo ngưỡng trượt cao (high mode)

ECU chọn thời điểm bánh xe có khả năng bám cao bị hãm cứng; để điều khiển chungcho cả cầu xe Trước đó bánh xe ở phần đường có hệ số bám thấp đã bị hãm cứng khi phanh.Cách này cho hiệu quả phanh cao vì tận dụng hết khả năng bám của các bánh xe, nhưng tính

ổn định kém

Điều khiển độc lập hay phụ thuộc

- Trong loại điều khiển độc lập, bánh xe nào đạt tới ngưỡng trượt, tức bắt đầu có xuhướng bị bó cứng thì điều khiển riêng bánh đó

- Trong loại điều khiển phụ thuộc, ABS điểu khiển áp suất phanh chung cho hai bánh xetrên một cầu hay cả xe theo một tín hiệu chung, có thể theo ngưỡng trượt thấp hay ngưỡngtrượt cao

Điều khiển theo kênh

- Loại 1 kênh: hai bánh sau được điều khiển chung (có ở ABS thế hệ đầu, chỉ trang bịABS cho hai bánh sau vì dễ bị hãm cứng hơn hai bánh trước khi phanh);

- Loại 2 kênh: một kênh điều khiển chung cho hai bánh xe trước, một kênh điều khiểnchung cho hai bánh xe sau hoặc một kênh điều khiển cho hai bánh chéo nhau;

- Loại 3 kênh: hai kênh điều khiển độc lập cho hai bánh trước, kênh còn lại điều khiểnchung cho hai bánh sau;

- Loại 4 kênh: bốn kênh điều khiển riêng lẽ cho 4 bánh xe

Hiện nay, ABS điều khiển theo 3 vả 4 kênh được sử dụng rộng rãi Ưu và nhược điểmcủa từng loại được thể hiện qua các phương án bố trí sau,

CÁC PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CỦA ABS

Việc bố trí sơ đồ điều khiển của ABS phải thỏa mãn đồng thời hai yếu tố:

- Tận dụng được khả năng bám cực đại giữa bánh xe với mặt đường trong quá trìnhphanh, nhờ vậy làm tăng hiệu quả phanh tức là làm giảm quãng đường phanh

- Duy trì khả năng bám ngang trong vùng có giá trị đủ lớn, nhờ vậy làm tăng tính ổnđịnh chuyển động (driving stability) và ổn định quay vòng (steering stability) của xe khiphanh (xét theo quan điểm về độ trượt)

Kết quả phân tích lý thuyết và thực nghiệm cho thấy: đối với ABS, hiệu quả phanh và

ổn định khi phanh phụ thuộc chủ yếu vào việc lựa chọn sơ đồ phân phối các mạch điều khiển

và mức độ độc lập hay phụ thuộc của việc điều khiển lực phanh tại các bánh xe Sự thỏa mãnđồng thời hai chí tiêu hiệu quả phanh và tính ổn định phanh của xe là khá phức tạp, tùy theophạm vi và điều kiện sử dụng mà chọn các phương án điều khiển khác nhan

Phương án 1:

ABS có 4 kênh với các bánh xe được điều khiển độc lập

ABS cỏ 4 cảm biến bố trí ở bốn bánh xe và 4 van điều khiển độc lập, sử dụng cho hệthống phanh bố trí dạng mạch thường (một mạch dẫn động cho hai bánh xe cầu trước, mộtmạch dẫn động cho hai bánh xe cầu sau) Với phương án này, các bánh xc đều được tự độnghiệu chỉnh lực phanh sao cho luôn nằm trong vùng có khả năng bám cực đại, nên hiệu quảphanh là lớn nhất Tuy nhiên, khi phanh trên đường có hệ số bám trái và phải không đều thìmoment xoay xe sẽ rất lớn và khó có thể duy trì ổn định hướng bằng cách hiệu chỉnh tay lái

Ổn định khi quay vòng cũng giảm nhiều Vỉ vậy, với phương án này cần phải bố trí thêm cảmbiến gia tốc ngang để kịp thời hiệu chỉnh lực phanh ở các bánh xe đế tăng cường tính ổn địnhchuyến động và ổn định quay vòng khi phanh

Phương án 2: ABS có 4 kênh điều khiển và mạch phanh bố trí chéo

Sử dụng cho hệ thống phanh có dạng bố trí mạch chéo (một buồng của xy lanh chínhphân bố cho một bánh trước và một bánh sau chéo nhau) ABS có 4 cảm biển bố trí ở cácbánh xe và 4 van điều khiển Trong trường hợp này, 2 bánh trước được điều khiển độc lập, 2bánh sau được điều khiển chung theo ngưỡng trượt thấp, tức là bánh xe nào có khả năng bámtháp sẽ quyết định áp lực phanh chung cho cả cầu sau Phương án này sẽ loại bỏ đượcmoment quay vòng trên cầu sau, tính ổn định tăng nhưng hiệu quả phanh giảm bớt

Phương án 3: ABS cỏ 3 kênh điều khiển

Trong trường hợp này 2 bánh xe sau được điều khiển theo ngưỡng trượt thấp, còn ở cầutrước chủ động có thể có hai phương án sau:

- Đối với những xe có chiều dài cơ sở lớn và moment quán tính đối với trục đứng đi qua

trọng tâm xe cao - tức là có nhiều khá năng cản trở độ lệch hướng khi phanh, thì chỉ cần sửdụng một van điều khiển chung cho cầu trước và một cảm biến tốc độ đặt tại vi sai Lựcphanh trên hai bánh xe cầu trước sẽ bằng nhau và được điều chỉnh theo ngưỡng trượt thấp Hệthống như vậỵ cho tính ổn định phanh rất cao nhưng hiệu quả phanh lạí thẩp

- Đồi với những xe có chiều dài cơ sở nhỏ và moment quán tính thấp thì để tăng hiệuquả phanh mà vẩn đảm bảo tính ổn định, để cho hai bánh trước được điều khiển độc lập Tuynhiên, phải sử dụng bộ phận làm chậm sự gia tăng moment xoay xe Hệ thống khi đó sử dụng

4 cảm biến tốc độ đặt tại 4 bánh xe

Hình 1 Các phương án điều khiển của ABS

Phương án 1, 2 và 3 ở dãy trên; phương án 4; 5 và 6

Các phương án 4, 5, 6 đều là loại có hai kênh điều khiển, trong đó:

- Phương án 4 tương tự như phương án 3 Tuy nhiên, cầu trước chủ động được điềukhiển theo mode chọn cao, tức là áp suất phanh được điều chỉnh theo ngưỡng của bánh xebám tốt hơn Điều này, tuy làm tăng hiệu quả phanh nhưng tính ổn định lại kém hơn, domoment xoay xe khá lớn

- Phương án 5, trên mỗi cầu chỉ có một cảm biến đặt tại 2 bánh xe chéo nhau để điềukhiển áp suất phanh chung cho cả cầu cầu trước được điều khiển theo ngưỡng trượt cao, còncầu sau được điều khiển theo ngưỡng trượt thấp

- Phương án 6 sử dụng cho loại mạch chéo, với hai cảm biến tốc độ đặt tại cầu sau, ápsuất phanh trên các bánh xe chéo nhau sẽ bằng nhau Ngoài ra, các bánh xe cầu sau được điềukhiển chung theo ngưỡng trượt thấp Hệ thống này tạo độ ổn định cao nhưng hiệu quả phanh

sẽ thấp

Quá trình phanh khi quay vòng cũng chịu ảnh hưởng của việc bố trí các phương án điềukhiển ABS: Nếu việc điều khiển phanh trên tất cả các bánh xe độc lập thì khi quay vòng lựcphanh trên các bánh xe ngoài sẽ lớn hơn do tải trọng trên chúng tăng lên khi quay vòng Điềunày tạo ra moment xoay xe trên mỗi cầu và làm tăng tính quay vòng thiếu Nếu độ trượt củacầu trước và cầu sau không như nhau trong quá trình phanh (do kết quả của việc chọn ngưỡngtrượt thấp hay cao trên mỗi cầu, hoặc do phân bố tải trọng trên cầu khi phanh) sẽ tạo ra sự

trượt ngang không đồng đều trên mỗi cầu, Nếu cầu trước trượt ngang nhiều hơn sẽ làm tăngtính quay vòng thiếu, ngược lại khi cầu sau trượt ngang nhiều hơn sẽ làm tăng tính quay vòngthừa,

Một số sơ đồ bố trí thực tế

Khoá điện

Sơ đồ hệ thống phanh ABS điều khiển các bánh sau

Sơ đồ hệ thống phanh ABS điều khiển tất cả các bánh

Sơ đồ hệ thống phanh ABS van điện 2 vị trí

Sơ đồ hệ thống phanh ABS van điện 3 vị trí

IV CẤU TRÚC HỆ THÓNG PHANH ABS

Sơ đồ hệ thống phanh ABS trên xe

Hệ thống phanh ABS có các bộ phận chính sau đây:

ECU điều khiển trượt: bộ phận này xác định mức trượt giữa bánh xe và mặt đường dựa

vào các tín hiệu từ các cảm biến, và điều khiển bộ chấp hành của phanh Gần đây, một số kiểu

xe có ECU điều khiển trượt lắp trong bộ chấp hành của phanh

Bộ chấp hành của phanh: bộ chấp bành của phanh điều khiển áp suất thuỷ lực của các

xylanh ở bánh xe bằng tín hiệu ra của ECU điều khiển trượt

Cảm biển tốc độ: Cảm biến tốc độ phát hiện tốc độ của từng bánh xe và truyền tín hiệu

đến ECU điều khiển trượt

Ngoài ra trên táp lô điều khiển còn có:

Đèn báo táp-lô

Đèn báo của ABS, khi ECU phát hiện thấy sự trục trặc ở ABS hoặc hệ thống hỗ trợphanh, đèn này bật sáng để báo cho người lái Đèn báo hệ thống phanh, khi đèn này sáng lênđồng thời với đèn báo của ABS, nó báo cho người lái biết rằng có trục trặc ở hệ thống ABS vàEBD

Công tắc đèn phanh

Công tắc này phát hiện bàn đạp phanh đã được đạp xuống và truyền tín hiệu đến ECUđiều khiển trượt ABS sử dụng tín hiệu của công tắc đòn phanh Tuy nhiên, dù không có tínhiệu công tắc đòn phanh vì công tắc đòn phanh bị hỏng, việc điều khiển ABS vẫn được thựchiện khi các lốp bị bó cứng Trong trường hợp này, việc điều khiển bắt đầu khi hệ số trượt đã

trở nên cao hơn (các bánh xe có xu hướng khoá cứng) so với khi công tắc đèn phanh hoạtđộng bình thường,

Cảm biến giảm tốc:

Chỉ có ở một số loại xe, cảm biến giảm tốc cảm nhận mức giảm tốc của xe và truyền tínhiệu đến ECU điều khiển trượt Bộ ECU đánh giá chính xác các điều kiện của mặt đườngbằng các tín hiệu này và sẽ thực hiện các biện pháp điều khiển thích hợp

Nguyên lý chung của một mạch điều khiển phanh ABS

Hệ thống phanh của ABS được bố trí cho dẫn động phanh thủy lực và dẫn động phanhkhí nén với các nguyên lý tổng quát như nhau

Hình 17: Sơ đồ đơn giản một mạch điều khiển phanh ABS

1 Cảm biến (sensor); 2 Xylanh bánh xe; 3 Van thủy lực điện từ (Actuator); 4 Xylanh chính; 5 Bộ điều khiển (ECU-ABS).

ABS trong hệ thống phanh thủy lực là một hệ thống tự động điều chỉnh áp suất chấtlỏng đưa vào xy lanh bánh xe sao cho phù hợp với chế độ lăn của bánh xe nhằm loại trừ khảnăng trượt lết của bánh xe khi phanh

Một mạch điều khiển phanh ABS cho một bánh xe bao gồm: xylanh chính 4, xylanhbánh xe 2 cơ cấu phanh (giống như mạch bố trí phanh thông thường) và bố trí thêm: bộ điềukhiển điện tử 5 (ECU); cảm biến đo tốc độ góc bánh xe 1 (Sensor), van thủy lực điện từ 3 điềuchỉnh áp lực dầu phanh (Actuator) Sơ đồ một mạch điều khiển trình bày trên hình 1.7

Cảm biến tốc độ bánh xe 1 có chức năng xác định tốc độ quay của bánh xe, làm việcnhư rnột bộ đếm số vòng quay, tin hiệu của bộ cảm biến tổc độ được đưa về bộ điều khiểnđiện tử (tín hiệu vào ECU - ABS)

Bộ điều khiển điện tử 5 làm việc như một máy tính nhỏ theo chương trình đặt sẵn Tínhiệu điều khiển van điện tử (outpul signal) phụ thuộc vào tín hiệu của cảm biến (input signal)

và chương trình vi xử lý, xác định chế độ làm việc của bánh xe (theo độ trượt), đưa ra tín hiệuđiều khiển van điều khiển (cơ cấu thừa hành), thiết lập chế độ điều chỉnh áp suất dầu phanh ởbánh xe

Van điều chỉnh áp suất 3 (hay môdun điều khiển áp lực phanh) là cơ cấu thừa hành củaABS (Actuator) Nhiệm vụ của nó là tạo nên sự đóng, mở đường chất lỏng từ xylanh chínhđến xylanh bánh xe tùy thuộc vào tín hiệu điều khiển của ECU-ABS Cấu trúc của van điềuchỉnh áp suất là các van con trượt thủy lực được điều khiển bằng điện tử, sự thay đổi áp suấttrong xylanh bánh xe tạo nên sự thay đổi moment phanh bánh xe tiến hành phanh hay nhảphanh

Ngoài ra, trong ABS còn có nguồn bổ sung năng lượng như: bình dự trữ chất lỏng ápsuất thấp, bơm cầu, bình tích năng giảm xung, van an toàn hệ thống

Nguyên lý làm việc cơ bản của ABS như sau

Khi bắt đầu phanh, bánh xe quay với tốc độ quay giảm dần, nếu bánh xe đạt tới giá trịgần bó cứng, tín hiệu của cảm biến chuyển về bộ điều khiển trung lâm ECU-ABS lựa chọnchế độ, đưa ra tín hiệu điều khiển van điều chỉnh áp suất (giữ hay cắt đường thủy lực từ

xylanh chính tới xylanh bánh xe) Lực phanh ở cơ cấu phanh không tăng được nữa, bánh xe

có xu hướng lăn với tốc độ cao lên, tín hiệu từ cảm biến lại đưa về ECU-ABS ECU-ABS

cung cấp lệnh điều khiển cụm van thủy lực điện tử, giảm áp lực phanh, sao cho bánh xekhông bó cứng Nếu vận tốc góc của bánh xe lại tăng cao, cảm biến tiếp nhận thông tin nàyđưa về bộ điều khiển điện tử và lại tăng tiếp áp lực điều khiển, nhờ đó bánh xe lại bị phanh vàgiảm tốc độ quay tới khi gần bó cứng Quá trình xảy ra được lặp lại theo chu kỳ liên tục, tớikhi bánh xe dừng hẳn Cứ như vậy, hệ thống điện tử kiểm soát chế độ lăn có trượt của bánh

xe, trong lúc vị trí bàn đạp phanh không thay đổi

Một chu kỳ điều khiển thực hiện khoảng chừng 1/10 giây, do vậy ABS làm việc rất hiệuquả, giúp cho bánh xe luôn nằm trong trạng thái phanh với độ trượt tối ưu, tránh được hiệntượng bó cứng bánh xe Quá trình này có thể coi như sự nhấp nhả phanh liên lục của người láikhi phanh, nhưng mức độ chuẩn xác cao hơn và tần số lớn hơn nhiều so với người lái xe cókinh nghiệm

Trong kết cấu thực tế hệ thống được tổ hợp là nhiều mạch (kênh) điều khiển khác nhaucho từng bánh xe hay rnột số bánh xe Để giữ cho các bánh xe làm việc ở vùng có hệ số trượt

10 với lực phanh tối ưu và không xảy ra sự khóa cứng các bánh xe cần phải điều chỉnh áp suấtchất lỏng dẫn đến cơ cấu phanh

Kiểm soát độ trượt bánh xe

Việc điều chỉnh được thực hiện nhờ các thông số sau:

- Theo giá trị độ trượt cho trước;

- Theo gia tốc góc của các bánh xe bị phanh;

- Theo giá trị tỷ số giữa vận tốc góc bánh xe với gia tốc chậm dần của nó

Trong thực tế, việc xác định trực tiếp độ trượt rất khó khăn, đặc biệt là khi phanh gấptrên nền trơn, giá trị độ trượt nhanh chóng vượt quá giới hạn độ trượt tối ưu, bộ ECU củaABS sẽ tính toán thông qua các giá trị khác như: vận tốc tốc, gia tốc góc của bánh xe và giatốc dài của xe Các hệ thống ABS ngày nay sử dụng cảm biến đo vận tốc bánh xe theo thờigian và xác lập các mối quan hệ say đây trong ECU: vận tốc tức thời của bánh xe, gia tốc góccủa bánh xe, độ trượt bánh xe

Mỏ tả quá trình kiểm soát độ trượt theo gia tốc trình bày trên hình 1.8

Hình 1.8: Diễn biến quá trình kiểm soát độ trượt theo gia tốc bánh xe

Phương pháp quản lý độ trượt của bánh xe trên cơ sở các tín hiệu tiếp nhận từ cảm biếnvận tốc bánh xe được giải thích như sau:

Vận tốc chuyển động của ôtô Vxe được hình thành trên cơ sở các vận tốc quay của cácbánh xe bị phanh VK

Việc xác định đưực giá trị gia tốc giới hạn (-a) được xuất phát từ giá trị vận tốc giới hạncủa bánh xe là v(ll) vói 11 nằm trong vùng độ trượt tối ưu, Nếu giá trị tuyệt đối 11 càng lớn(bánh xe bị phanh bó cứng nhiều) Giá trị vận tốc giới hạn V(11) càng nhỏ và ngược lại Giátrị giới hạn -a dùng để điều khiển chuyển chế độ tăng áp sang chế độ giữ áp hay giảm áp

Tại giá trị vận tốc bánh xe, thực hiện chế độ điều chỉnh, tốc độ bánh xe được ghi nhận làtốc độ đại diện Vdd và dùng để kiểm soát giá trị vận tốc giới hạn theo độ trượt V(ll) Quá trìnhthay đổi Vdd bám sát quá trình biến đổi vận tốc ôtô, cho tới khi giá trị Vk = Vdd, Vdd lại lấy theo

Vk Điều này đảm bảo độ trượt nằm sát vùng tối ưu 10

Khi nhả phanh, bánh xe đạt được gia tốc dương, giá trị giới hạn +a thường thấp hơn giátrị tuyệt đối của -a, nhằm hạn chế sự tăng gia tốc góc lớn Giả trị giới hạn +a dùng để điềukhiển chuyển chế độ giữ áp hay giảm áp sang chế độ tăng áp

Khi xe chuyển động ở tốc độ không đổi, tốc độ của xe và bánh xe là như nhau (nói cáchkhác các bánh xe không trượt) Tuy nhiên, khi người lái đạp phanh để giảm tốc độ, tốc độ củacác bánh xe giảm từ từ và không thể bằng tốc độ thân xe lúc này đang chuyển động nhờ quántính của nó Sự khác nhau giữa tốc độ thân xe và tốc độ bánh xe được biểu diễn bằng một hệ

số gọi là hệ số trượt

Đồ thị mối quan hệ giữa lực phanh và hệ số trượt

He so truot=toc do xe-toc do banh xe

toc do xe x 100 %Hình trên chỉ ra các đường đặc tính trượt, thể hiện mối quan hệ giữa hệ số bám dọc

ϕx và hệ số bám ngang ϕy theo độ trượt tương đối λ của bánh xe ứng với các loại đường

khác nhau

Từ các đồ thị trên, chúng ta có thể rút ra một số nhận xét như sau:

- Các hệ số bám dọc ϕx và hệ số bám ngang ϕy đều thay đổi theo độ trượt λ Lúc

đầu khi tăng độ trượt λ thì hệ số bám dọc ϕy tăng lên nhanh chóng và đạt giá trị cực đại

trong khoảng độ trượt λ=10÷30% Nếu độ trượt tiếp tục tăng thì ϕx giảm, khi độ trượt

λ=100 % (lổp xe bị trượt lết hoàn toàn khi phanh) thì hệ số bám dọc ϕx giảm

20÷30 % so với hệ sô bám cực đại Khi đường ướt còn có thể giảm nhiều hơn nữa, đến50÷60 % Đối với hệ số bám ngang ϕy sẽ giảm nhanh khi độ trượt tăng, ở trạng thái

trượt lết hoàn toàn thì ϕy giảm xuống gần bằng không.

- Hệ số bám dọc đạt giá trị cực đại ϕxmax ở giá trị độ trượt tối ưu λ0 Thực nghiệm

chứng tỏ ứng với các loại đường khác nhau thì giá trị λ0 thường nằm chung trong giỏi hạn

từ 10÷30% Ở giá trị độ trượt tối ưu λ0 này, không những đảm bảo hệ số bám dọc ϕx

có giá trị cực đại mà hệ số bám ngang ϕy cũng có giá trị khá cao.

- Vùng a gọi là vùng ổn định, ứng với khi mới bắt đầu phanh, vùng b là vùng không ổnđịnh của đường đặc tính trượt Ở hệ thống phanh thường, khi độ trượt tăng đến giới hạn bịhãm cứng λ=100 % (vùng b), do thực tế sử dụng ϕx< ϕxmax tận dụng hết khả năng bám

(khả năng tiếp nhận phản lực tiếp tuyến Pϕ= Zb.ϕ ).

- Ở hệ thống phanh thường, khi phanh đến giới hạn bị hãm cứng λ=100 % thì hệ số

bám ngang ϕy giảm xuống gần bằng không, thậm chí đối với loại đường có hệ số bám dọc

cao như đường bêtông khô, nên khả năng bám ngang không còn nữa, chỉ cần một lực ngangnhỏ tác dụng cũng đủ làm cho xe bị trượt ngang, không tốt về phương diện ổn định khi phanh.Như vậy, nêu giữ cho quá trình phanh xảy ra ở độ trượt của bánh xe là λ0 thì sẽ đạt

được lực phanh cực dại PP max= G.b.ϕx max , nghĩa là hiệu quả phanh sẽ cao nhất và đảm bảo

độ ổn định tốt khi phanh nhờ ϕy ở giá trị cao Một hệ thống phanh chống hãm cứng (ABS)

được thiết kế để thực hiện mục tiêu này

QUÁ TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CỦA ABS

Yêu cầu của hệ thống điều khiển ABS

Một hệ thống ABS hoạt động tối ưu, đáp ứng nhu cầu nâng cao chất lượng phanh củaôtô phải thỏa mãn đồng thời các yêu cầu sau:

- Trước hết, ABS phải đáp ứng được các yêu cầu về an toàn liên quan đến động lực họcphanh và chuyển động của ôtô

- Hệ thống phải làm việc ổn dịnh và có khả năng thích ứng cao, điều khiển tốt trong suốtdải tốc độ của xe và ở bất kỳ loại đường nào (thay đổi từ đường bêtông khô có sự bám tốt đếnđường đóng băng có sự bám kém)

- Hệ thống phải khai thác một cách tối ưu khả năng phanh của các bánh xe trên đường,

do đó giữ tính ổn định điều khiển và giảm quãng đường phanh Điều này không phụ thuộcvào việc phanh đột ngột hay phanh từ từ của người lái xe

- Khi phanh xe trên đường có các hệ số bám khác nhau thì moment xoay xe quanh trụcđúng đi qua trọng tâm của xe là luôn luôn xảy ra không thể tránh khỏi, nhưng với sự hỗ trợcủa hệ thống ABS, sẽ làm cho nó tăng rất chậm đế người lái xe có đủ thời gian bù trừ momentnày bằng cách điều chỉnh hệ thống lái một cách dễ dàng

- Phải duy trì độ ổn định và khả năng lái khi phanh trong lúc đang quay vòng, hệ thốngcũng phải có chế độ tự kiểm tra, chẩn đoán và dự phòng, báo cho lái xe biết hư hỏng cũngnhư chuyển sang làm việc như một hệ thống phanh bình thường

Phạm vi điều khiển của ABS

Mục liêu của hệ thống ABS là giữ cho bánh xe trong quá trình phanh có độ trượt thayđổi trong giới hạn hẹp quanh giá trị λ0 ( λ=10÷30 % trên đồ thị đặc tính trượt), gọi là

phạm vi điều khiển của hệ thống ABS Khi đó, hiệu quả phanh cao nhất (lực phanh đạt cựcđại do giá trị ϕxmax ) đồng thời, tính ổn định của xe là tốt nhất ϕy đạt giá trị cao), thỏa

mãn các yêu cầu cơ bản của hệ thống phanh là rút ngăn quãng đường phanh, cải thiện tính ổnđịnh hướng và khả năng điều khiển lái của xe trong khi phanh Thực tế giới hạn này có thểthay đổi trong phạm vi lớn hơn, có thế bắt đầu sớm hơn hay kết thúc trễ hơn tùy theo điềukiện bám của bánh xe và mặt đường

Hình 1.3 Hệ số bám dọc và vùng tối ưu với độ trượt khi phanh

1 Lốp bố tròn (radial-ply) chạy trên đường bêtông khô;

2 Lốp bố chéo (bias-ply) chạv trên đường nhựa ướt; 3 Lốp bố tròn chạy trên đường

tuyết;

4 Lốp bồ tròn chạy trên đường đóng băng.

Phạm vi điều khiển của hệ thống ABS

Trên hình thể hiện mối quan hệ giữa hệ số bám dọc ϕx và độ trượt λ ứng với các

loại lốp khác nhau chạy trên các loại đường có hệ số bám khác nhau Phạm vi điều khiển của

hệ thống ABS ứng với từng điều kiện cụ thể là khác nhau, Theo đó, ta thấy đối với loại lốp bốtròn chạy trên đường bêtông khô (đường cong 1) thì giá trị ϕxmax đạt được ứng với độ trượt

khoảng 10% so với loại lốp bố chéo chạy trên đường nhựa ướt (đường cong 2) là 30% Độtrượt tối ưu λ0 để đạt giá trị hệ số bám cực đại trong hai trường hợp trên là khác nhau Vì

vậy, phạm vi điều khiển ABS của chúng cũng khác nhau, trường hợp lốp bố tròn chạy trênđường bêtông khô sẽ có quá trình điều khiển ABS xảy ra sớm hơn Tương tự là phạm vi điềukhiển của hệ thống ABS đối với loại lốp bố tròn chạy trên đường tuyết và đường đóng băng(đường cong 3 và 4)

Hình 5.9ĩ Phạm vi điều khiển của ABS theo góc trượt bánh xe

Khi phanh trên đường vòng, xe chịu sự tác động của lực ngang, nên các bánh xe sẽ có

một góc trượt α Đồ thị hình 5.9 thể hiện mối quan hệ giữa hệ số bám dọc ϕx và hệ số bám

ngang ϕy với độ trượt λ ứng với góc trượt α = 20 và α = 100 Nhận thấy rằng khi góctrượt lớn (ví dụ α = 100) thì tính ổn định của xe giảm đi rất nhiều Trong trường hợp này hệthống ABS sẽ ưu tiên điều khiển tính ổn định của xe hơn là quãng đường phanh Vì vậy, ABS

sẽ can thiệp sớm khi hệ số bám dọc ϕx , còn giá trị rất nhỏ ( ϕx≈3,5 ), trong khi hệ số bám

ngang ϕy đạt được giá trị cực đại của nó là 0,8, quá trình điều khiển này cũng được kéo dài

hơn bình thường Nhờ vậy, xe giữ được tính ổn định khi phanh trên đường vòng, mặc dùquãng đường phanh có thể dài hơn so với khi chạy thẳng

Chu trình điều khiển của ABS

Quá trình điều khiển của hệ thống ABS được thực hiện theo một chu trình kín như hình5.10, các cụm của chu trình bao gồm:

- Tín hiệu vào là lực tác dụng lên bàn đạp phanh của người lái xe, thể hiện qua áp suấtchất lỏng tạo ra trong xylanh phanh chính;

- Tín hiệu điều khiển bao gồm các cảm biến tốc độ bánh xe và hộp điều khiển (ECU).Tín hiệu tốc độ các bánh xe và các thông số nhận được từ nó như gia tốc và độ trượt liên tụcđược nhận biết và phản hồi về hộp điều khiển để xử lý kịp thời;

- Tín hiệu tác động được thực hiện bởi bộ chấp hành, thay đổi áp suất chất lỏng cấp đếncác xylanh làm việc ở các cơ cấu phanh bánh xe;

- Đối tượng điều khiển: là lực phanh giữa bánh xe và mặt đường ABS hoạt động tạo ramoment phanh thích hợp ở các bánh xe đã duy trì hệ số bám tối ưu giữa bánh xe với mặtđường, tận dụng khả năng bám cực đại để lực phanh là lớn nhất;

Hình 5.10 Chu trình điều khiển kín của ABS

1 Bộ chấp hành thủy lực; 2 Xylanh phanh chính; 3 Xylanh làm việc;

4 Bộ điều khiển (ECU); 5 Cảm biến tốc độ bánh xe.

- Các nhân tố ảnh hưởng: như điều kiện mặt đường, tình trạng phanh, tải trọng của xe vàtình trạng của lốp (áp suất, độ mòn, )

Quá trình điều khiển của ABS được trình bày dưới dạng sơ đồ trạng thái được trình bàytrên hình 5.11:

Khi phanh chậm, sự giảm tốc của xe thay đổi chậm và nhỏ thì hoạt động của hệ thốngphanh là bình thường (Normal braking), hệ thống ABS không can thiệp Khi phanh gấp hayphanh trên đường trơn, gia tốc chậm dần của bánh xe tăng nhanh, có hiện tượng bị hãm cứng

ở các bánh xe, thì ABS sẽ đưa ra tín hiệu điều khiển giảm áp suất phanh (Decay State) đểchống lại sự hãm cứng các bánh xe Sau đó áp suất phanh sẽ được điều khiển ở các chế độ giữ

áp hoặc tăng áp/ giảm áp (Hold or build/decay), thực hiện chế độ tăng áp chậm hay tăng ápnhanh (slow build or fast build) để duy trì độ trượt khi phanh nằm trong khoảng tối ưu Chu

kỳ gảm áp – giữ áp – tăng áp được điều khiển lập lại phụ thuộc vào tình trạng trượt của cácbánh xe Tùy vào điều kiện của bề mặt đường, số chu kỳ điều khiển sẽ dao động từ 4 - 10 lầntrong vòng một giây ABS đạt được tốc độ điều khiển nhanh này nhờ những tín hiệu điện tử

và khả năng đáp ứng, xử lý nhanh của các bộ vi xử lý trong ECU

Hình 5 ĩ ĩ Sơ đồ trạng thái không gian biểu diễn hoạt động của ABS

Lưu đồ thuật toán chỉ sự hoạt động của hệ thống ABS theo một vòng lặp kín như sơ đồhình 5.12 Sau khi kiểm tra và kích hoạt các dữ liệu của hệ thống (reset and initialize), hệthống vi xử lý bắt đầu điều khiển hoạt động của hệ thống theo một vòng lặp (Main loop), tiếnhành tính toán tốc độ các bánh xe, tốc độ xe, kiểm tra tình trạng, khả năng đáp ứng của bộđiều khiển và hệ thống, chọn chế độ làm việc có hay không có sự can thiệp của ABS KhiABS hoạt động sẽ tiến hành phân tích diễn biến của quá trình phanh thông qua các tín hiệu

vào, xác định cách ứng xử và tiến hành điều khiển các bộ phận chấp hành làm việc theo mộtchu trình vòng lặp kín.

Hình 5.12 Lưu đồ thuật toán hoạt động của ABS

Tín hiệu điều khiển ABS

Việc lựa chọn các tín hiệu điều khiển thích hợp là nhân tố chính trong việc quyết địnhtính hiệu quả của quá trình điều khiển ABS Tất cả các xe hiện nay đều sử dụng các cảm biếntốc độ bánh xe để tạo ra tín hiệu điều khiển cơ bản nhất cho việc điều khiển quá trình hoạtđộng của hệ thống ABS Sử dụng những tín hiệu này, hộp điều khiển (ECU) sẽ tính ra đượctốc độ của mỗi bánh xe, sự giảm tốc và tăng tốc của nó, tính được tốc độ chuẩn của bánh xe,tốc độ xe và độ trượt khi phanh

Sự thay đổi gia tốc của bánh xe là một tín hiệu chính, đóng vai trò quan trọng nhất trongquá trình điều khiển của ABS ECU sẽ tính toán và xác định các giá trị giới hạn của sự giảmtốc (-a) và tăng tốc (+a) cho phép có thể có của xe, để điều khiển các chế độ hoạt động củacác van điện (solenoids) trong bộ chấp hành

Tốc độ chuẩn của bánh xe khi phanh ( vRe f ) là tốc độ tương ứng với tốc độ bánh xe

dưới điều kiện phanh tối ưu (có độ trượt tối ưu) Để xác định tốc độ chuẩn này, các cảm biếntốc độ bánh xe liên tục gửi về ECU tín hiệu tốc độ của cả 4 bánh xe ECU chọn những giá trịchéo (tức bánh trước phải và sau trái chẳng hạn) và dựa vào đây tính tốc độ chuẩn Một tronghai bánh xe quay nhanh hơn được dùng để xác định tốc độ chuẩn của bánh xe trong từng giaiđoạn của quá trình phanh

Độ trượt khi phanh là giá trị không thể đo được một cách trực tiếp nên sử dụng một tínhiệu tương tự được tính toán trong ECU, gọi là ngưỡng trượt λ1 (đây là một giá trị vận tốc).

Tốc độ chuẩn của bánh xe được sử dụng làm cơ sở cho tín hiệu này Ngưỡng trượt λ1 làmột tín hiệu quan trọng thứ hai trong quá trình điều khiển của hệ thống ABS Vận tốc thực tế

của bánh xe khi phanh ( v R ) được so sánh với ngưỡng trượt λ1 để hệ thống ABS quyếtđịnh các chế độ điều khiển tăng, giữ hay giảm áp suất phanh trong bộ chấp hành.

Đối với các bánh xe bị động hay các bánh xe chủ động mà khi phanh có cắt ly hợp thìchỉ cần tín hiệu gia tốc của bánh xe là đủ để điều khiển cho quá trình hoạt động của ABS.Điều này tuân theo quy tắc ứng xử trái ngược nhau của hệ thống phanh trong vùng ổn định vàkhông ổn định của đường đặc tính trượt Trong vùng ổn định, sự giảm tốc của bánh xe rấtnhỏ, tức là nếu lái xe đạp phanh với lực càng tăng thì xe giảm tốc càng nhiều mà bánh xekhông bị hãm cứng Tuy nhiên, ờ vùng không ổn định, thì chỉ cần tăng áp suất phanh thêmmột ít cũng đủ làm cho các bánh xe bị hãm cứng tức thời, nghĩa là sự giảm tốc biến thiên rấtnhanh Dựa trên sự biến thiên gia tốc này ECU có thể xác định được mức độ hãm cứng củabánh xe và có điều khiển thích hợp để duy trì độ trượt khi phanh nằm trong khoảng tối ưu.Đối với các bánh xe chủ động mà khi phanh không cắt ly hợp và cần số đặt ở vị trí số 1hay số 2, động cơ sẽ tác động lên các bánh xe chủ động và tăng một cách đáng kể momentquán tính khối lượng ở các bánh xe Nói cách khác, các bánh xe sẽ ứng xử như thể là chúngnặng hơn rất nhiều Điều này dẫn đến gia tốc chậm dần bánh xe thường chưa đủ lớn để có thểcoi như là một tín hiệu điều khiển đủ cho ECU có thể xác định được mức độ hãm cứng củabánh xe Như vậy, việc điều khiển của ABS sẽ thiếu sự chính xác Vì vậy, cần thiết phải dùngmột tín hiệu tương tự với độ trượt phanh để làm tín hiệu điều khiển phụ, và cần kết hợp tương

thích tín hiệu này với tín hiệu gia tốc của bánh xe Đó chính là ngưỡng trượt λ1

Trên một số xe có gắn thêm cảm biến giảm tốc đo trực tiếp sự giảm tốc của xe và cảmbiến gia tốc ngang xác định tình trạng quay vòng của xe, các tín hiệu này được xem như cáctín hiệu bổ sung cho tín hiệu gia tốc của bánh xe Mạch logic trong ECU tính toán và xử lý tổhợp dữ liệu này để đạt được quá trình điều khiển phanh tối ưu

Quá trình điều khiển của ABS

Đồ thị hình 5.13 biểu diễn quá trình điều khiển điển hình của hệ thống ABS Đường vfbiểu diễn tốc độ xe giảm dần khi phanh; đường vRef là tốc độ chuẩn của bánh xe; vR thể hiện

tốc độ thực tế của bánh xe khi phanh; đường λ1 là ngưỡng trượt được xác định từ tốc độ

chuẩn vRef Mục tiêu của ABS là điều khiển sao cho trong quá trình phanh giá trị tốc độ thực tếcủa bánh xe vR càng sát với tốc độ chuẩn vRef càng tốt (nhớ rằng vRef là tốc độ bánh xe khi

phanh dưới điều kiện phanh tối ưu), tức nó phải nằm trên ngưỡng trượt λ1

Trong giai đoạn đầu của quá trình phanh, áp suất chất lỏng ở các xylanh bánh xe tănglên và sự giảm tốc của các bánh xe cũng tăng lên Giai đoạn này tương ứng với vùng ổn định(a) trong đường đặc tính trượt lúc này tốc độ của bánh xe vR bằng với tốc độ chuẩn vRef

Ở cuối giai đoạn I, sự giảm tốc của bánh xe bắt đầu thấp hơn ngưỡng đã chọn (- a) Lậptức các van điện trong bộ chấp hành ABS chuyển sang chế độ giữ áp suất Áp suất chất lỏngtrong các xylanh phanh bánh xe chưa giảm ngay, vì sự trễ trong quá trình điều khiển, nên sựgiảm tốc tiếp tục vượt qua ngưỡng (- a)

Ở cuối giai đoạn 2, tốc độ của bánh xe v R giảm xuống dưới ngưỡng λ1 Van điện trong

bộ chấp hành chuyển sang chế độ giảm áp, kết quả là áp suất phanh giảm cho đến khi bánh xetăng tốc trở lại lên gần ngưỡng (- a)

Ở cuối gỉai đoạn 3, gia tốc của bánh xe vượt lên trên ngưỡng (- a) một lần nữa, van điệntrong bộ chấp hành lại chuyển sang chế độ giữ áp với thời gian dài hơn Do đó, ở thời điểmnày, gia tốc của xe tăng lên và vượt qua ngưỡng (+ a) Áp suất phanh vẫn giữ không đổi

ờ cuối giai đoạn 4, gia tốc của xe vượt qua ngường giới hạn (+a), lập tức hộp ECU điềukhiển van điện chuyển sang chế độ tăng áp trong giai đoạn 5,

Trong giai đoạn 6, áp suất phanh được giữ không đổi một lần nữa, vì gia tốc bánh xevẫn còn trên ngưỡng (+a) Ở cuối giai đoạn này gia tốc của bánh xe xuống dưới ngưỡng (+a),điều này cho thấy các bánh xe đã đi vào vùng ổn định của đường cong đặc tính trượt, tức đã

nằm trên ngưỡng trượt λ1

Hình 5.13 Quá trình điều khiển của ABS

v F – tốc độ xe; v Ref – tốc độ chuẫn bánh xe; v R – tốc độ thực tế của bánh xe;

λ1 – ngưỡng trượt.

Áp suất phanh được tiếp tục tăng lên từng nấc một trong giai đoạn 7 để giảm tốc độ của

xe cho đến khi gia tốc giảm dần của bánh xe xuống dưới ngưỡng (- a) ở cuối giai đoạn 7 Lúcnày áp suất phanh giảm ngay tức thì mà không cần tín hiệu điều khiển Các chu kỳ mới đượctiếp tục điều khiển theo nguyên lý như trên cho đến khi kết thúc quá trình phanh

Chức năng làm trễ sự gia tăng moment xoay xe

Khi phanh xe trên đường có hệ số bám khác nhau hay đường không băng phẳng, chẳnghạn như các bánh xe bên trái chạy trên đường nhựa khô và các bánh xe bên phải chạy trênđường đóng băng Kết quả là lực phanh khác nhau ở các bánh xe trên các cầu làm sinh ra mộtmoment xoay xe quanh trục đúng đi qua trọng tâm xe, làm lệch hướng chuyển động của xe(hình 5.14)

Hình 5.14 Moment xoay xe quanh trục đứng do sự chênh lệch lực phanh

ở 2 bánh xe phía trước

M yaw – moment xoay xe quanh trục đứng đi qua trọng tâm xe;

P 1 , P 2 - lực phanh bánh xe trước trái và trước phải

Đối với các xe tải và xe khách lớn có chiều dài cơ sở lớn còn chịu ảnh hưởng tương đốicao của moment quán tính quanh trục đứng, ở những xe này, sự tạo thành moment xoay xe

quanh trục đứng xảy ra tương đối chậm và người lái xe có đủ thời gian để điều chỉnh tay láitrong quá trình làm việc của ABS Trên những xe nhỏ có chiều dài cơ sở ngắn, moment quántính quanh trục đứng thấp, nên việc tạo thành moment xoay xe dễ xảy ra và nhanh hơn Vìvậy, phần lớn các hệ thống ABS đều có trang bị một hệ thống làm trễ đi sự tạo nên momentxoay xe (Yaw-moment buildup delay), giúp cho người lái xe có đủ thời gian để điều chỉnh taylái thích hợp khắc phục hiện tượng này, giữ cho xe được ổn định trên những mặt đường có hệ

số bám khác nhau Hệ thống làm trễ moment xoay xe làm chậm sự gia tăng áp suất phanh củabánh xe chạy trên phần đường có hệ số bám cao hơn Để có chức năng này, ECU được thiết

kế đặc biệt, hoặc có thể kết hợp thêm một vài cảm biến, chẳng hạn như cảm biến gia tốcngang, cảm biến giảm tốc

Có các cách làm trễ moment xoay xe sau:

ABS có thể điều khiển áp suất chất lỏng phanh lớn nhất ở các bánh xe chạy trên phầnđường có hệ số bám cao tăng chậm lại trong một khoảng thời gian ngắn, nên sự chênh lệchlực phanh ở các bánh xe chạy trên phần đường có hệ số bám cao và các bánh xe chạy trênphần đường có hệ số bám thấp xảy ra chậm, làm cho moment xoay xe diễn ra chậm đi Quãngđường phanh trong trường hợp này có tăng hơn một ít so với hệ thống ABS không có chứcnăng làm trễ moment xoay xe Cách điều khiển này thường được ứng dụng đối với các xe có

hệ thống ABS điều khiển độc lập ở tất cả các bánh xc

ABS cũng có thể điều khiển làm trễ moment xoay xe bằng cách xác định tốc độ xe vàchia nó ra làm 4 cấp tốc độ để có các mức làm chậm moment xoay xe khác nhau Ở trongphạm vi tốc độ cao thì thời gian tích lũy áp suất phanh sẽ ngắn hơn ở bánh xe có hệ số bámcao, trong khi thời gian này sẽ tăng ở bánh xe có hệ số bám thấp Điều này sẽ làm giảmmoment xoay xe, đặc biệt là tại tốc độ xe cao

SƠ ĐỒ, CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC PHẦN TỬ VÀ HỆ THỐNG

Hệ thống ABS được thiết kế dựa trên cấu tạo của một hệ thống phanh thường Ngoàicác cụm bộ phận chính của một hệ thống phanh như cụm xylanh chính, bầu trợ lực áp thấp, cơcấu phanh bánh xe, các van điều hòa lực phanh, để thực hiện chức năng chống hãm cứngbánh xe khi phanh, thì hệ thống ABS cần trang bị thêm các bộ phận như cảm biến tốc độ bánh

xe, hộp ECU, bộ chấp hành thủy lực, bộ phận chẩn đoán, báo lỗi, Hình (5-16) giới thiệu sơ

đồ cấu tạo một hộ thống ABS trên xe

Hình 5-16 Sơ đồ cấu tạo một hệ thống ABS trên xe

Một hệ thống ABS nào cũng bao gồm 3 cụm bộ phận chính:

- Cụm tín hiệu vào, bao gồm các cảm biến tốc độ bánh xe, công-tắc báo phanh, cónhiệm vụ gửi tín hiệu tốc độ các bánh xe, tín hiệu phanh về hộp ECU;

- Hộp điều khiển (ECU) có chức năng nhận và xử lý các tín hiệu vào, đưa tín hiệu điềukhiển đến bộ chấp hành thủy lực, điều khiển quá trình phanh chống hãm cứng;

- Bộ phận chấp hành gồm có bộ điều khiển thủy lực, đèn báo ABS, bộ phận kiểm tra,chẩn đoán Bộ chấp hành thủy lực nhận tín hiệu điều khiển từ ECU và thực hiện quá trìnhphân phối áp suất chất lỏng đến các cơ cấu phanh bánh xe.

Trên các xe đời mới hiện nay, thường ECU được lắp tích hợp chung thành một cụm với

bộ điều khiển thủy lực Điều này giúp giảm xác suất hư hỏng về đường dây điện và dễ kiểmtra, sửa chữa

Hình (5-17) thể hiện sơ đồ khối các cụm chức năng của hệ thống ABS

*: chỉ một vài loại xe cóHình 5.17 Sơ đồ khối các cụm chức năng của hệ thống ABSNguyên tắc điều khiển cơ bản của hệ thống ABS như sau (hình 5-10):

Hình 5-18: Sơ đồ điều khiển của hệ thống ABS

- Các cảm biến tốc độ bánh xe nhận biết tốc độ góc của các bánh xe và gửi tín hiệu vềABS ECU dưới dạng các xung điện áp xoay chiều;

- ABS ECU theo dõi tình trạng các bánh xe bằng cách tính tốc độ xe và sự thay đổi tốc

độ bánh xe, xác định mức độ trượt dựa trên tốc độ các bánh xe;

- Khi phanh gấp hay phanh trên những đường ướt, trơn trượt có hệ số bám thấp, ECUđiều khiển bộ chấp hành thủy lực cung cấp áp suất chất lỏng tối ưu cho mỗi xylanh phanhbánh xe theo các chế độ tăng áp, giữ áp hay giảm áp để duy trì độ trượt nằm trong giới hạn tốtnhất, tránh bị hãm cứng bánh xe khi phanh

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các cụm chi tiết và cả hệ thống ABS được - trìnhbày dưới đây

Các cảm biến

Cảm biến tốc độ bánh xe

Cấu tạo

Tùy theo cách điều khiển khác nhau, các cảm biến tốc độ bánh xe thường được gắn ởmỗi bánh xe để đo riêng rẽ từng bánh hoặc được gắn ở vỏ bọc của cầu chủ động, đo tốc độtrung bình của hai bánh xe dựa vào tốc độ của bánh răng vành chậu Ở bánh xe, cảm biến tốc

độ được gắn cố định trên các bệ trục của các bánh xe, vành răng cảm biến được gắn trên đầungoài của bán trục, hay trên cụm moay-ơ bánh xe, đối diện và cách cảm biến tốc độ một khe

Hình 5.19 Cấu tạo cảm biến tốc độ

Hoạt động:

Hình 5.20 Hoạt động của cảm biến tốc độ bánh xe

Khi bánh xe quay, vành răng quay theo, khe hở A giữa đầu lõi từ và vành răng thay đổi,

từ thông biến thiên làm xuất hiện trong cuộn dây một sức điện động xoay chiều dạng hình sin

có biên độ và tần số thay đổi tỷ lệ theo tốc độ góc của bánh xe (hình 5.20) Tín hiệu này liêntục được gởi về ECU Tùy theo cấu tạo của cảm biến, vành răng và khe hở giữa chúng, cácxung điện áp tạo ra có thể nhỏ dưới 100 mV ở tốc độ rất thấp của xe hoặc cao hơn 100V ở tốc

độ cao

Khe hở không khí giữa lõi từ và đỉnh răng của vành răng cảm biến chỉ khoảng 1 mm và

độ sai lệch phải nằm trong giới hạn cho phép, Hề thống ABS sẽ không làm việc tốt nếu khe

hở nằm ngoài giá trị tiêu chuẩn

Cảm biến giảm tốc

Trên một số xe, ngoài cảm biến tốc độ bánh xe, còn được trang bị thêm một cảm biếngiảm tốc cho phép ECU xác định chính xác hơn sự giảm tốc của xe trong quá trình phanh Kếtquả là, mức độ đáp ứng của ABS được cải thiện tốt hơn Nó thường được sử dụng nhiều trên

xe 4WD, bởi vì, nếu một trong các bánh xe bị hãm cứng thì các bánh xe khát cũng có xuhướng bị hãm cứng theo, do tất cả các bánh được nối với hệ thống truyền lực nên có tốc độảnh hưởng lẫn nhau Cảm biến giảm tốc còn gọi là cảm biến “G”

Hình 5.21 Vị trí và cấu tạo cảm biến giảm tốc

Hình 5-22 Các chế độ hoạt động của cảm biến giảm tốc

Cấu tạo của cảm biến như hình (5.21), gồm có 2 cặp đèn LED (Light Emitting Diode diod phát quang) và phototransistors (transistor quang), một đĩa xẻ rãnh và một mạch biến đổitín hiệu Đặc điểm của đèn LED là phát sáng khi cấp điện và photo transistor là dẫn điện khi

-có ánh sáng chiếu vào Khi mức độ giảm tốc của xe thay đổi, đĩa xẻ rãnh lắc theo chiều dọc xetương ứng với mức độ giảm tốc Các rãnh trên đĩa cắt hay cho ánh sáng từ đèn LED đếnphototransistor, làm phototransistor đóng, mở, báo tín hiệu về ECU ECU nhận những tín hiệunày để xác định chính xác tình trạng mặt đường và thực hiện các điều chỉnh thích hợp Tínhiệu này cũng được dùng để ECU điều khiển chế độ làm chậm sự tăng moment xoay xe

Sử dụng hai cặp LED và phototransistors sẽ tạo ra sự đóng và mở của cácphototransistor, chia mức độ giảm tốc thành 4 mức (hình 5.22).

HỘP ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ (ECU)

ECU điều khiển trượt

Dựa vào tín hiệu của các cảm biến tốc độ, ECU điều khiển trượt cảm nhận tốc độ quaycủa các bánh xe cũng như tốc độ của xe Trong khi phanh, mặc dù tốc độ quay của các bánh

xe giảm xuống, mức giảm tốc sẽ thay đổi tùy theo cả tốc độ của xe trong khi phanh và cáctình trạng của mặt đường, như mặt đường nhựa khô, ướt hoặc có nước

Nói khác đi, ECU đánh giá mức trượt giữa các bánh xe và mặt đường từ sự thay đổi tốc

độ quay của bánh xe trong khi phanh và điều khiển các van điện từ của bộ chấp hành củaphanh theo 3 chế độ: giảm áp, giữ áp và tăng áp suất để điều khiển tối ưu tốc độ của các bánhxe

ECU liên tục nhận được các tín hiệu tốc độ của bánh xe từ 4 cảm biến tốc độ, và ướctính tốc độ của xe bằng cách tính toán tốc độ và sự giảm tốc của mỗi bánh xe Khi đạp bànđạp phanh, áp suất thuỷ lực trong mỗi xylanh ở bánh xe bắt đầu tăng lên, và tốc độ của bánh

xe bắt đầu giảm xuống Nếu bất kỳ bánh xe nào dường như sắp bị bó cứng, ECU sẽ giảm ápsuất thủy lực trong xilanh của bánh xe đó

Nếu ECU điều khiển trượt phát hiện một sự cố trong hệ thống tín hiệu hoặc trong rơle,dòng điện chạy đến bộ chấp hành từ ECU sẽ bị ngắt Do đó, hệ thống phanh vần hoạt độngmặc dù ABS không hoạt động, như vậy, đảm bảo được các chức năng phanh bình thường.Chức năng của hộp điều khiển ABS (ECU):

- Nhận biết thông tin về tốc độ góc các bánh xe, từ đó tính toán ra tốc độ bánh xe và sựtăng giảm tốc của nó xác định tốc độ xe, tốc độ chuẩn của bánh xe và ngưỡng trượt để nhậnbiết nguy cơ bị hãm cứng của bánh xe;

- Cung cấp tín hiệu điều khiển đến bộ chấp hành thủy lực;

- Thực hiện chế độ kiểm tra, chẩn đoán, lưu giữ mã code hư hỏng và chế độ an toàn;Cấu tạo của ECU là một tổ hợp các vi xử lý, được chia thành 4 cụm chính đảm nhận cácvai trò khác nhau (hình 5.23):

- Phần xử lý tín hiệu;

- Phần logic;

- Bộ phận an toàn;

- Bộ chẩn đoán và lưu giữ mã lỗi

Hộp điều khiển ECU

Hình 5.23 Các chức năng điều khiển của ECU

1 Cảm biến tốc độ bánh xe; 2 Xylanh phanh bánh xe; 3 Áp suất dầu phanh;

4 Tình trạng mặt đường; 5 Bộ điều khiển thủy lực; 6 Xylanh phanh chính.

b Phần logic điều khiển

Dựa trên các tín hiệu vào, phần logic tiến hành tính toán để xác định các thông số cơbản như gia tốc của bánh xe, tốc độ chuẩn, ngưỡng trượt, gia tốc ngang

Các tín hiệu ra từ phần logic điều khiển các van điện từ trong bộ chấp hành thủy lực,làm thay đổi áp suất chất lỏng cung cấp đến các cơ cấu phanh theo các chế độ tăng, giữ vàgiảm áp suất

c Bộ phận an toàn

Một mạch an toàn ghi nhận những trục trặc của các tín hiệu trong hệ thống cũng nhưcủa bên ngoài có liên quan Nó cũng can thiệp liên tục vào trong quá trình điều khiển của hệthống Khi có một lỗi được phát hiện thì hệ thống ABS đuợc ngắt và được báo cho người láithông qua đèn báo ABS được bật sáng

Mạch an toàn liên tục giám sát điện áp bình accu Nếu điện áp nhỏ dưới mức quy định(dưới 9 hoặc 10V) thì hệ thống ABS được ngắt cho đến khi điện áp đạt trở lại trong phạm viquy định, lúc đó hệ thống lại được đặt trong tình trạng sẵn sàng hoạt động

Mạch an toàn cũng kết hợp một chu trình kiểm tra được gọi là BITE (Built In TestEquipment) Chu trình này kiểm tra khi xe bắt đầu chạy với tốc độ từ 5 đến 8 km/h, mục tiêukiểm tra trong giai đoạn này là các tín hiệu điện áp từ các cảm biến tốc độ bánh xe

d Bộ chẩn đoán và lưu giữ mã lỗi

Để giúp cho việc kiểm tra và sửa chữa được nhanh chống và chính xác, ECU sẽ tiếnhành kiểm tra ban đầu và trong quá trình xe chạy của hệ thống ABS, ghi và lưu lại các lỗi hưhỏng trong bộ nhớ dưới dạng các mã lỗi hư hỏng Một số mã lỗi có thể tự xóa khi đã khắcphục xong lỗi hư hỏng, nhưng cũng có những mã lỗi không tự xóa được kể cả khi tháo cựcbình của accu Trong trường hợp này, sau khi sửa chữa xong phải tiến hành xóa mã lỗi hưhỏng theo quy trình của nhà chế tạo

Ví dụ sơ đồ mạch điện một hệ thống ABS như hình (5.24).

Quá trình điều khiển chống hãm cứng bánh xe khi phanh:

ECU điều khiển các van điện trong bộ chấp hành thủy lực đóng mở các cửa van, thựchiện các chu kỳ tăng, giữ và giảm áp suất ở các xylanh làm việc các bánh xe, giữ cho bánh xekhông bị bó cứng bằng các tín hiện điện, có hai phương pháp điều khiển: điều khiển bằngcường độ dòng điện cao đến các van điện, phương pháp này sử dụng đối với các van điện 3 vịtrí (3 trạng thái đóng mở của van điện)

Hình 5.24 Sơ đồ mạch điện ABS (xe Toyota Celica)

Phần lớn hiện nay đang điều khiển ở 3 mức của cường độ dòng điện: 0, 2 và 5A tươngứng với các chế độ tăng, giữ và giảm áp suất.

Điều khiển bằng điện áp 12V cấp đến các van điện, phương pháp này sử dụng đối vớicác van điện 2 vị trí Mặc dù tín hiệu đến van điện là khác nhau đối với từng loại xe, nhưngviệc điều khiển tốc độ các bánh xe về cơ bản là như nhau Các giai đoạn điều khiển được thểhiện trên hình 5.25

Hình 5.25 Điều khiển chống hãm cứng bánh xe khi phanh

Khi phanh, áp suất chất lỏng trong mỗi xylanh bánh xe tăng lên và tốc độ xe giảmxuống Nếu có bánh xe nào sắp bị bó cứng, ECU điều khiển giảm áp suất chất lỏng ở bánh xeđó,

Giai đoạn A: ECU điều khiển van điện ở chế độ giảm áp, vì vậy giảm áp suất chất lỏng

ở xylanh bánh xe Sau đó ECU chuyển các van điện sang chế độ giữ áp để theo dõi sự thayđổi về tốc độ của bánh xe, nếu thấy cần giảm thêm áp suất chất lỏng thì nó sẽ điều khiển giảm

Bộ chấp hành của phanh (Cụm bơm và điều khiển)

Bộ chấp hành thủy lực (hình 5.26) có chức năng cung cấp một áp suất chất lỏng tối ưuđến các xylanh phanh bánh xe theo sự điều khiển của ABS ECU, tránh hiện tượng bị bó cứngbánh xe khi phanh

b Motor điện và bơm chất lỏng

Một bơm chất lỏng kiểu piston được dẫn động bời một motor điện, có chức năng đưangược chất lỏng từ bình tiếp áp về xylanh chính trong các chế độ giảm và giữ áp Bơm đượcchia ra hai buồng làm việc độc lập thông qua hai piston trái và phải được điều khiển bằng camlệch tâm Các van một chiều chỉ cho dòng chất lỏng đi từ bơm về xylanh chính

Iũnh 5.27: Sơ đồ bộ chấp hành thảy lực.

a Khi phanh bình thường (ABS không hoạt động)

Khi phanh xe ở tốc độ chậm (dưới 8 km/h hay 12,25 km/h tùy loại xe) hay rà phanh,ABS không hoạt động và ECU không gởi dòng điện đến cuộn dây của van điện Do đó, van 3

vị trí bị ấn xuống bởi lò xo hồi vị và cửa A vẫn mở trong khi cửa B vẫn đóng Chất lỏngphanh từ xylanh phanh chính qua cửa A đến cửa C trong van điện 3 vị trí rồi tới xylanh bánh

xe Chất lỏng phanh không vào được bơm, bởi van một chiều so 1 gắn trong mạch bơm Khinhả chân phanh, chất lỏng phanh hồi từ xylanh bánh xe về xylanh chính qua cửa C đến cửa A

và van một chiều số 3 trong van điện 3 vị trí

Hình 5.28 Chế độ phanh hình thường (ABS không hoạt động)

b Khi phanh gấp (ABS hoạt động)

Nếu có bất kỳ bánh xe nào gần bị bó cứng khi phanh gấp, bộ chấp hành thủy lực điềukhiển giảm áp suất chất lỏng phanh tác dụng lên xylanh bánh xe đó theo tín hiện từ ECU Vìvậy, bánh xe không bị hãm cứng

Chế độ “giảm áp” (hình 5.29)

Khi một bánh xe gần bị hãm cứng, ECU gởi dòng điện (5A) đến cuộn dây của van điện

từ làm sinh ra một lực từ mạnh, Van 3 vị trí chuyển động lén phía trên đóng cửa A và làm mởcửa B Kết quả là dầu phanh từ xylanh bánh xe qua cửa C tới cửa B trong van điện 3 vị trí vàchảy về bình tích áp Cùng lúc đó motor bơm hoạt động nhờ tín hiệu điện áp 12V từ ECU, hútngược dầu phanh từ bình tích áp về xylanh chính

Hình 5.29: Pha giảm áp

Mặt khác, cửa A đóng, ngăn không cho chất lỏng ở cấu phanh từ xylanh chính vào vanđiện 3 vị trí và van một chiều số 1, số 3 Kết quả là áp suất chất lỏng bên trong xylanh bánh xegiảm, ngăn không cho bánh xe bi hãm cứng, mức độ giảm áp suất chất lỏng được điều chỉnhbằng cách lặp lại các chế độ “giảm áp” và “giữ áp”

Chế độ “giữ áp” (hình 5.30)

Khi áp suất trong xylanh bánh xe giảm hay tăng, cảm biến tốc độ gởi tín hiệu báo rằngtốc độ bánh xe đạt đến giá trị mong muốn, ECU cấp dòng điện (2A) đến cuộn dây của vanđiện để giữ áp suất trong xylanh bánh xe không đổi.

Kí lỉi nh c.iính:

Hình 5.30 Pha giữ áp

Khi dòng điện cấp cho cuộn dây của van điện bị giảm từ 5A (ở chế độ giảm áp) xuốngcòn 2A (ở chế độ giữ áp) lực từ sinh ra trong cuộn dây cũng giảm Van điện 3 vị trí dịchchuyển xuống vị trí giữa nhờ lực của lò xo hồi vị làm cửa A và cửa B đều đóng Lúc này bơmchất lỏng vẫn còn làm việc

Chế độ “tăng áp” (hình 5.31):

Khi cần tăng áp suất trong xylanh bánh xe để tạo lực phanh lớn ECU ngắt dòng điệnkhông cấp cho cuộn dây van điện Vì vậy, cửa A của van điện 3 vị trí mở và cửa B đóng Nócho phép chất lỏng trong xylanh phanh chính chảy qua cửa C trong van điện 3 vị trí đếnxylanh bánh xe, mức độ tăng áp suất chất lỏng được điều khiển các chế độ “tăng” và “giữ áp”.Như vậy, khi hệ thống ABS làm việc, bánh xe sẽ có hiện tượng nhấp nhả khi phanh và

có sự rung động nhẹ của xe, đồng thời ở bàn đạp phanh có sự rung động do dầu phanh hồi về

từ bơm chất lỏng Đây là các trạng thái bình thường khi ABS làm việc

Van điện 3 vị trí như trên được sử dụng nhiều trên các xe trước đây, ngày nay kiểu vanđiện 2 vị trí được sử dụng phổ biến hơn Hình 5.32 là sơ đồ hệ chấp hành ABS sử dụng 8 vanđiện 2 vị trí, bao gồm 4 van giữ áp suất và 4 van giảm áp Hoạt động cơ bản của hệ chấp hànhthủy lực kiểu này giống như kiểu van điện 3 vị trí Tín hiệu điều khiển từ ECU đến các vanđiện dưới dạng điện áp

Hình 5.31 Pha tăng áp

Hình 5.32: Sơ đồ bộ chấp hành thủy lực loại 8 van điện 2 vị trí

Trạng thái làm việc của mỗi cửa van và bơm chất lỏng như bảng (5-1)

Cửa Dđóng

Dừng(OFF)Khi phanh

Cửa Amở

Nếu ECU thấy áp suất chất lỏng cần giảm hơn nó sẽ lại giảm áp suất

Giai đoạn B

Khi áp suất chất lỏng bên trong xylanh bánh xe giảm, áp suất dần chất lỏng cấp chobánh xe cũng giảm, chất lỏng đến bánh xe gần bị bó cứng lại tăng tốc độ Tuy nhiên, nếu ápsuất chất lỏng giảm, lực phanh tác dụng lên bánh xe sẽ trở nên quá nhỏ Để tránh hiện tượngnày, ECU liên tục đặt van điện 3 vị trí lần lượt ở các chế độ tăng áp và chế độ giữ áp khi bánh

xe gần bị bó cứng phục hồi tốc độ

Giai đoạn C

Khi áp suất chất lỏng trong xylanh bánh xe tăng từ từ bởi ECU bánh xe có xu hướng lại

bó cứng Vì vậy, ECU lại chuyển van điện 3 vị trí đến chế độ giảm áp để giảm áp suất chấtlỏng bên trong xylanh bánh xe

Giai đoạn D

Do áp suất trong xylanh bánh xe lại giảm, ECU tăng áp suất như giai đoạn B

Hoạt động mạch thủy lực trong của một hệ thống

Mạch thuỷ lực trong ABS của các xe FF được chia thành hệ thống của bánh trước bênphải và bánh sau bên trái và hệ thống của bánh trước bên trái và bánh sau bên phải như ở sơ

đồ dưới đây Sau đây, xin giới thiệu hoạt động của một trong số các hệ thống này, vì các hệthống khác cũng hoạt động như vậy

Trong khi phanh bình thường, tín hiệu điều khiển từ ECU điều khiển trượt không đượcđưa vào Vì vậy, các van điện từ giữ và giảm ngắt, cửa (a) ở bên van điện từ giữ áp suất mởcòn cửa (b) ở phía van điện từ giảm áp suất đóng Khi đạp bàn đạp phanh, chất lỏng từ xylanhchính chảy qua cửa (a) ở phía van điện từ giữ và được truyền trực tiếp tới xylanh ở bánh xe.Lúc này hoạt động của van một chiều (2) ngăn cản chất lỏng phanh truyền đến phía bơm

Khi có sự tác động của ABS, bộ chấp hành hoạt động theo 3 chế độ khác nhau:

Chế độ giảm áp suất:

Tín hiệu điều khiển từ ECU điều khiển trượt đóng mạch các van điện từ giữ và giảm ápsuất bằng cách đóng cửa (a) ở phía van điện từ giữ áp suất, và mở cửa (b) ở phía van điện từgiảm áp suất Việc này làm cho chất lỏng phanh chảy qua cửa (b) đến bình chứa để giảm ápsuất thủy lực trong xylanh ở bánh xe Lúc đó, cửa (c) đóng lại do chất lỏng chảy xuống bìnhchứa Bơm tiếp tục chạy trong khi ABS đang hoạt động, vì vậy chất lỏng phanh chảy vào bìnhchứa được bơm hút trở về xylanh chính